湖 北 民 族 学 院
毕业论文（设计）
基于闭环控制的三相SVPWM逆变器设计
学生姓名： 温 伟 林 学 号： 0306513 系 别：信息工程学院 专 业： 电气工程及其自动化指导教师： 曾 仑 明 评阅教师：
论文答辩日期 2010.5.29 答辩委员会主席 杨 庆
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
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日期 ： 年 月 日
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日期： 年 月 日 日期： 年 月 日
摘 要
本文主要介绍了全数字化基于闭环控制的三相SVPWM逆变器系统的总体设计方案，包括逆变器主电路的设计和逆变器数字控制系统的软硬件设计两大部分。逆变器主电路的设计包括能抑制输入浪涌电流的整流电路设计、具有无损吸收电路且适用于高开关频率的三相逆变器开关电路设计、变压器设计、LC输出滤波器设计四个部分。逆变器控制系统在控制策略上采用的是电压型PWM逆变控制，并用TMS320LF2407A芯片及相应的驱动电路和高速数据采集电路等实现全数字化闭环控制。在进行数字控制系统软件设计时，特别对应用于本系统中的SVPWM控制算法、数字PI算法两种重要的数字信号处理算法作了较为详细的推导和分析，并在算法的基础上给出了控制系统主程序流程图。文中最后部分对适用于高电压大功率的三电平逆变器作了初步的探讨，并给出了三电平逆变器的Matlab模型和仿真结果。
关键词：逆变器，LC输出滤波器，SVPWM，数字PI算法，数字滤波
- I -
Abstract
This article mainly introduced based on the DSP entire digitized SVPWM three-phase invertor closed-loop system's overall project design,designs two major parts including the invertor main circuit's design and the invertor numerical control system's software and hardware. The invertor main circuit's design including can the inhibitory input surge current leveling circuit design， have the lossless absorbing circuit， and is suitable for the high turn-on frequency three-phase invertor switching circuit design, the transformer design,the LC output filter designs four parts. What the invertor control system uses in the control policy is the voltage PWM inversion control, and chip and the corresponding driving circuit and the high speed data gathering electric circuit and so on realizes this kind of entire digitization closed-loop control with TI Corporation's TMS320LF2407A. When carries on the numerical control system software design, corresponded specially uses in this system's SVPWM control algorithm， the digital PI algorithm two kind of important digital signal processing algorithm making a more detailed inferential reasoning and the analysis, and has given the control system master routine flow chart and the experimental result in the algorithm foundation. In the article to was suitable partially finally has made the preliminary discussion in the high voltage high efficiency three level invertor, and has given three level invertor's Matlab model and the simulation result.
Keywords：Inverter， LC output filter， SVPWM， digital PI algorithm， digital filter
- II -
目 录
摘 要 ............................................................ I ABSTRACT ...................................................... II 目 录 .......................................................... III 1 绪论
1.1 电力电子开关器件的发展 ...................................... - 1 - 1.2 功率变换技术的发展 .......................................... - 3 - 1.3 本文的主要研究内容 .......................................... - 4 -
2 三相逆变器主电路设计
2.1 整流和直流滤波电路 .......................................... - 5 - 2.2 逆变开关电路 ................................................ - 6 - 2.3 变压器的设计 ................................................ - 7 - 2.4 逆变器输出滤波器的设计 ..................................... - 11 -
3 三相逆变器控制系统的硬件实现
3.1 三相逆变器控制系统结构 ..................................... - 14 - 3.2 三相逆变器闭环系统的硬件组成 ............................... - 16 - 3.3 驱动电路 ................................................... - 17 - 3.4 频率检测电路 ............................................... - 19 - 3.5 输出电压检测电路 ........................................... - 20 - 3.6 输出电流检测电路 ........................................... - 21 -
4三相逆变器控制系统的软件设计
4.1 SVPWM控制算法 ........................................... - 22 - 4.2 数字PI算法 ................................................ - 32 -
- III -